Механізація прибирання гною в ВП НУБіП України "НДГ Ворзель" з розробкою мобільного пристрою для видалення гною

46

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БІОРЕСУРСІВ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УКРАЇНИ

НАУКОВО-НАВЧАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ

Механізація прибирання гною в ВП НУБіП України "НДГ Ворзель" з розробкою мобільного пристрою для видалення гною

(розрахунково-пояснювальна записка до дипломного проекту)

Дипломник

В.І. Калашник

Керівники:

проф. І.І. Ревенко

асист. В.В. Радчук

Київ 2012

Зміст

Реферат

1. Розробка технологічної лінії видалення гною

1.1 Зоотехнічні вимоги

1.2 Розрахунок виходу гною і використання підстілки

1.3 Розробка загальної схеми технологічної лінії

1.4 Розрахунок мобільних засобів механізації видалення гною із приміщень

1.5 Висновки по розділу

2. Розробка мобільного гноєзбирального агрегату

2.1 Зоотехнічні вимоги до мобільного агрегату, що розробляється

2.2 Аналіз існуючих засобів механізації прибирання гною із вигульних майданчиків. Обґрунтування об'єкта розробки

2.3 Опис технологічної схеми агрегату і принципу його дії

2.4 Технологічний розрахунок мобільного агрегату

2.5 Визначення необхідної потужності двигуна трактора на привод агрегату

2.6 Розрахунок основних деталей на міцність

3. Охорона праці та довлілля

3.1 Аналіз роботи по забезпеченню охорони праці

3.2 Проектні рішення

3.3 Інженерні розрахунки

3.4 Охорона навколишнього середовища

3.5 Техніка безпеки при експлуатації конструкторської розробки

3.6 Висновки по розділу

4. Економічне обґрунтування проекту

4.1 Розрахунок капіталовкладень

4.2 Визначення експлуатаційних витрат

4.3 Розрахунок економії від використання пристрою

4.4 Визначення приведених затрат

4.5 Річний економічний ефект

4.6 Строк окупності

Висновки

Перелік листів графічної частини

Список літератури

Додатки

Реферат

В даному дипломному проекті розроблено мобільний засіб механізації прибирання гною в ВП НУБіП України "Ворзель НДГ".

В першому розділі пояснювальної записки приводиться виробничо-економічна характеристика господарства, стан тваринництва.

В проекті приведено обґрунтування раціонального комплексу засобів механізації для технологічної лінії видалення гною.

В конструктивній частині описані засоби механізації прибирання гною, розроблена схема конструкції мобільного гноєзбирального агрегату, подані особливості експлуатації.

В дипломному проекті розглянуті питання техніки безпеки при роботі на обладнанні та виконаний розрахунок техніко-економічних показників розробки.

Дипломний проект складається з пояснювальної записки об'ємом 55 аркушів, 5 таблиць, 1 рис., 19 літературних посилань та 6 листків графічної частини.

гній механізація агрегат розрахунок

1. Розробка технологічної лінії видалення гною

1.1 Зоотехнічні вимоги

Видалення гною із приміщень і вигульно-кормових майданчиків найбільш трудомісткий процес, який становить від 30 до 50% затрат праці по догляду за тваринами, із них половина припадає на транспортування гною. Так на фермі, де утримується одна тисяча голів великої рогатої худоби щорічно одержують до 20 тис, м³ гнойових стоків [3].

Гній - це якісне органічне добриво. Проте він потребує знезараження, оскільки містить велику кількість різних мікроорганізмів, яєць і личинок гельмінтів, насіння бур'янів та інших шкідливих речовин, які забруднюють навколишнє середовище.

Ефективне вирішення проблеми механізації прибирання та утилізації гною потребує комплексного підходу, починаючи з виробничих операцій всієї технологічної лінії від стійла тварин і до місця використання гною як добрива із дотриманням вимог охорони навколишнього середовища та забезпечення необхідних санітарно-гігієнічних умов роботи обслуговуючого персоналу.

Гній - це складна полідисперсна багатофазна система, яка складається із твердих, рідких і газоподібних речовин [17].

Склад і властивості гною залежать від раціону і типу годівлі тварин, їх виду, стану, віку, технології утримання і годівлі, господарського призначення і продуктивності.

Основною характеристикою гною є його вологість, значення якої залежить від виду тварин і способу видалення гною із приміщень і знаходиться в межах 67…99%.

Склад твердих речовин вміщує: екскременти, підстилку, залишки кормів та різні тверді частки підлоги, ґрунту та інших включень.

Газоподібні речовини складаються із повітря і різних газів, які утворюються при біологічному розпаді гною.

Підстилковий гній умовно називається твердим, а безпідстилковий - рідким.

Безпідстілкозий гній, в залежності від вмісту сухих речовин, поділяється на рідкий і напіврідкий. При вмісті сухих речовин менше 8% гній називають рідким, а більше - напіврідким.

Середня вологість підстилкового гною великої рогатої худоби складає 75...90%, а безпідстилкового - 88…95%.

Вологість гною після видалення його гідравлічною самопливною системою дорівнює 94...96% і змивною - 96...98%.

Для підстілки тваринам використовують солому, торф, тирсу, стружку, листя і хвою дерев, пісок.

Щоб збільшити поглинання вологи і газів солому необхідно подрібнювати на частки довжиною не більше 100 мм [17].

Підстилка поглинає рідкі виділення тварин, технологічну воду і аміачний азот. Якщо підстилки недостатньо, то це призводить до втрат продуктивності тварин.

1.2 Розрахунок виходу гною і використання підстілки

Кількість гною, який одержують протягом доби, залежить від способу утримання тварин, їх маси, віку, продуктивності, виду і технології роздачі кормів, концентрації поголів'я, об'єму виробництва, виду і норми використання підстілки та інших факторів.

Розрахунковим шляхом добовий вихід гною від однієї тварини можна визначити за допомогою формули (2.1), в якій прийнято допущення, що в свіжий гній переходить приблизно половина маси сухої речовини кормів добового раціону і вся суха частина підстілки. При цьому загальну масу гною одержують в чотири рази більше загальної маси сухих речовин. Ця залежність справедлива лише тоді, коли гній вміщує 25% сухої речовини і 75% рідини [13]

,

де УМ_с - маса сухої речовини раціону, кг;

П_с - маса сухої речовини підстілки, кг.

На основі наукових досліджень встановлено, що в калі тварин вміщується 16% сухих речовин і в сечі 6%. Тому, в суміші при співвідношенні маси калу і сечі 2:1 їх буде 12,6% [13].

Враховуючи це, формула (2.1) матиме вигляд

,

де W_н - вологість гною;

W_n - вологість підстілки;

М_кі - маса і-го виду корму раціону, кг;

П - добова норма підстилки, кг;

К_і - коефіцієнт, який враховує вмісті сухої речовини в 1-ому виді корму;

N - кількість компонентів кормового раціону.

Вологість гною розраховується за формулою [5]

.

Коефіцієнт К_і дорівнює: грубі корми - 0,8; коренеплоди - 0,3; силос -0,25; сінаж - 0,5; концентровані корми - 0,85 [5].

;

кг.

Щоб одержати гній необхідної вологості W_т масу води, яку треба добавити в нього, розраховують за формулою [5]

; (2.4)

кг.

Добовий вихід рідкого гною М_р визначається за формулою [5]

;

кг.

Вихід гною за рік від однієї тварини або птиці визначається за формулою [5]

,

де Д - кількість днів накопичення гною

,

де Д_с - кількість діб стійлового періоду протягом року;

К_п - коефіцієнт, який враховує вихід гною в стійлово-пасовищний період, К_п = (0,3...0,5).

днів;

кг.

Враховуючи, що вихід гною від різних груп тварин великої рогатої худоби можна прийняти по відношенню до виходу від корів, як: нетелі і молодняк на відгодівлі старше одного року - 50%; телята і молодняк на відгодівлі до року - 25%, то накопичення гною за рік М_гф можна визначати за формулою [5]

,

де m_к - кількість корів;

m_н - кількість нетелів і молодняку на відгодівлі старше одного року;

m_т - кількість телят і молодняку на відгодівлі до одного року.

кг.

1.3 Розробка загальної схеми технологічної лінії

Вибір технології видалення та утилізації гною обумовлений, в основному, його вологістю та в свою чергу залежить від засобу утримання тварин в приміщеннях, а також кількості і якості використання підстилки.

При утриманні великої рогатої худоби на прив'язі гній із стійл прибирають 2...5 разів на добу, видаляють його за межі приміщення в гноєсховища, або на місце приготування компосту.

При безприв'язному утриманні тварин на глибокому шарі підстилки гній видаляють 2...3 рази на рік, а з вигульних майданчиків щоденно або через 2...3 дні, в залежності від пори року. Із приміщень, обладнаних боксами, гній видаляють через 2...3 дні. Якщо тварин в приміщеннях утримують на щільовій підлозі, то гній накопичується в каналах, або в гноєсховищі під підлогою, звідки його транспортують гідросистемами або спеціальними навантажувачами (рис. 2.1) [13].

Технологічний процес видалення гною із приміщень, утилізації його і використання, як органічного добрива, можна поділити на наступні операції:

- прибирання тваринницьких приміщень і видалення з них гною;

- доставка і розподіл підстилки в місцях відпочинку тварин;

- транспортування компосту;

- знешкодження і переробка його або приготування компосту;

- доставка органічних добрив в поле і внесення їх в ґрунт.

Найбільш ефективною буде технологія, яка забезпечить вихід гною з мінімальним вмістом вологи і максимальним вмістом поживних речовин.

Рисунок 2.1 Схема класифікації очищувальних пристроїв

1.4 Розрахунок мобільних засобів механізації видалення гною із приміщень

Продуктивність бульдозера П при видаленні і переміщенні гною в гноєсховище дорівнює:

,

де V_п - об'єм гною, який переміщує відвал, м³;

k_в - коефіцієнт використання часу роботи бульдозера;

с - щільність розрихленого гною, кг/м³;

t_ц - тривалість одного циклу видалення гною, с.

Об'єм гною, який переміщує відвал бульдозера, дорівнює призмі волочіння і розраховується за формулою:

,)

де L - ширина відвала (L=1,5), м;

В - висота відвала (B=0,7), м;

К_п - коефіцієнт, який враховує втрати гною під час його переміщення, К_п=0,5-0,95;

К_р - коефіцієнт розпушення гною К_р=0.90-0,98;

ц₀ - кут схилу ґрунту 30 є -40є.

Тривалість циклу видалення гною дорівнює:

,

де l - відстань видалення і транспортування гною, l=0,5 км;

v_р - робоча швидкість руху трактора, v_р =5 км/год;

v_к - швидкість холостого ходу трактора, v_к=5 км/год;

t_с - час переключення передач, t_с - ?0,0014год;

t₀ - час підйому і опускання відвалу, t₀ - ?0,0001год.

=190с

У відвала ковшового типу об'єм гною, який він переміщує, збільшується на об'єм ковша. Такими відвалами обладнують фронтальні важільні навантажувачі.

Тоді:

Гній із тваринницьких приміщень видаляється в проміжні ємності, а звідти транспортують в гноєсховища або на переробку та утилізацію. Ці ємності розташовані в торцевій частині приміщення або посередині його довгої сторони в тамбурі.

При видалені із приміщень підстилкового гною, його накопичують в тракторних причепах, в купах на майданчиках біля приміщень або в ковшах підйомників.

Рідкий гній накопичують в проміжних ємностях, які заглиблені вище рівня засобів видалення гною із приміщень. Ці ємності виготовляють із бетону або металу.

Для транспортування підстилкового гною від приміщень до гноєсховища або місця його переробки використовують: бульдозери, тракторні причепи, ланцюгово-скребкові транспортери, скреперні, ковшові, поршневі та пневматичні установки.

1.5 Висновки по розділу

В даній частині дипломного проекту були розглянуті зоотехнічні вимоги що процесу видалення гною із приміщень та вигульно-кормових майданчиків. Проведене розрахунок виходу гною та використання підстілки. Розрахунковим шляхом добовий вихід гною від однієї тварини визначили за допомогою формул, в яких прийнято допущення, що в свіжий гній переходить приблизно половина маси сухої речовини кормів добового раціону і вся суха частина підстилки. При цьому загальну масу гною одержують в чотири рази більше загальної маси сухих речовин. Ця залежність справедлива лише тоді, коли гній вміщує 25% сухої речовини і 75% рідини.

2. Розробка мобільного гноєзбирального агрегату

2.1 Зоотехнічні вимоги до мобільного агрегату, що розробляється

Виходячи із призначення агрегату - якісне прибирання гною із поверхні вигульного майданчика чи гнойового проходу тваринницького приміщення, до нього пред'являються наступні вимоги [10]:

- якісне і рівномірне очищення поверхні вигульного майданчика чи гнойового проходу від гною;

- висока зносостійкість робочих органів агрегату і надійність в роботі;

- стійкість робочих органів проти хімічної дії на них гною;

- можливість регулювання продуктивності;

- простота конструкції і зручність в обслуговуванні;

- зручність очищення агрегату від гною, миття і дезінфекції робочих органів.

Для забезпечення необхідних санітарних умов і мікроклімату з вигульних майданчиків і гнойових проходів гній необхідно прибирати один раз на дві-три доби. При прибиранні гною з тваринницьких приміщень корови повинні знаходитись на вигульних майданчиках. Час прибирання гною з типового корівника на 200 голів не більше 30 хвилин, а з корівника на 400 голів - не більше 40 хвилин.

2.2 Аналіз існуючих засобів механізації прибирання гною із вигульних майданчиків. Обґрунтування об'єкта розробки

Із вигульних майданчиків і гнойових проходів тваринницьких приміщень гній прибирають мобільними гноєприбиральними засобами. До них відносять бульдозери (Д-444, Д-606), навантажувачі-бульдозери (ПЭ-0,8Б; ПБ-35) і спеціальні мобільні агрегати (БСН-1,5; БН-1; АМН-Ф-20).

Бульдозери виготовляють з неповоротним відвалом, жорстко закріпленим у положенні, перпендикулярному до повздовжньої осі трактора. З метою підвищення продуктивності бульдозера його обладнують боковими нерухомими закрилками.

Позитивною рисою бульдозера являється простота конструкції. Проте, разом із цим, він має і ряд недоліків. По-перше, бульдозерне обладнання навішується на гусеничний трактор, який при переміщенні пошкоджує покриття вигульного майданчика або тваринницького приміщення. По-друге, майже завжди розміри воріт тамбура не співпадають із габаритними розмірами бульдозера. По-третє, при роботі в приміщенні забруднюється повітря шкідливими газами, погіршується температурно-вологовий режим, створюються незручності як для тварин, так і для обслуговуючого персоналу.

Навантажувачі-бульдозери разом із видаленням гною бульдозерним відвалом можуть також навантажувати його в транспортні засоби. До таких агрегатів відносять навантажувач-екскаватор ПЭ-0,8Б. Він складається із рами, колони, стріли, грейфера, бульдозера і гідросистеми.

При прибиранні гною із вигульних майданчиків чи з тваринницьких приміщень бульдозерний відвал переводять із транспортного в робоче положення. Гній переміщують до накопичувальних майданчиків. Потім цим же екскаватором, за допомогою грейфера, гній навантажують в транспортні засоби.

Продуктивність навантажувача-екскаватора ПЭ-0,8Б складає 80 т/год. Агрегатується він із тракторами ЮМЗ-6Л.

До машин такого ж типу відносять і грейферний навантажувач ПГ-0,2А, який агрегатується із самохідним шасі Т-16М. Експлуатують грейферний навантажувач ПГ-0,2А аналогічно ПЭ-0,8Б. До переваг навантажувача ПГ-0,2А можна віднести досить велику продуктивність - до 50т/годину, і малі габаритні розміри, що дає змогу видаляти гній практично із любого тваринницького приміщення.

Очищувати майданчики і одночасно навантажувати зібраний гній в транспортні засоби можна також навантажувачем-бульдозером ПБ-35.

Поряд із бульдозерами і навантажувачами-бульдозерами на фермах ВРХ експлуатуються також і спеціальні мобільні агрегати для прибирання гною з тваринницьких приміщень і вигульних майданчиків. До них відносять бульдозер навісний БН-1, бульдозер-скребок БСН-1,5 і мобільний агрегат АМН-Ф-20.

Бульдозер навісний БН-1 призначений для прибирання гною з вигульних майданчиків. Також його можна використовувати для очищення гнойових проходів в тваринницьких приміщеннях. Агрегатується бульдозер із трактором МТЗ-82.

Складається БН-1 із відвалу і рами. Відвал представляє собою металоконструкцію коробчатої форми. Лобова стінка відвалу має криволінійну форму для кращого транспортування по ньому гною.

Рама включає в себе два паралельних швелера із розпірками. Кінці швелерів з однієї сторони приварені до відвалу, а із другої за допомогою пальців приєднані до рами трактора.

Продуктивність БН-1 при очищенні вигульних майданчиків від гною складає 40т/год.

Аналогічне призначення і практично таку ж саму конструкцію мають бульдозер-скребок навісний БСН-1,5 і мобільний агрегат АМН-Ф-20. БСН-1,5 агрегатується із трактором Т-25, а АМН-Ф-20 - із трактором Т-40АМ або МТЗ-82. Продуктивність БСН-1,5 - 200...500м²/год, а АМН-Ф-20 - 20т/год.

Конструктивно АМН-Ф-20 відрізняється від БН-1 і БСН-1,5 тим, що має регулюємі підкрилки.

Працюють бульдозер навісний БН-1, бульдозер-скребок навісний БСН-1,5 і агрегат мобільний АМН-Ф-20 наступним чином. Своїм відвалом вони зчищають гній з поверхні вигульного майданчика або гнойового проходу тваринницького приміщення і транспортують його до спеціального накопичувального майданчика, який знаходиться неподалік. З накопичувального майданчика гній навантажувачами подають в транспортні засоби і транспортують до гноєсховища.

До недоліків роботи БН-1, БСН-1,5 і АМН-Ф-20 відносять необхідність наявності на фермі спеціального навантажувача гною, а також те, що мобільні гноєприбиральні машини незадовільно очищують проходи в тваринницьких приміщеннях і те, що вони мають низьку транспортуючу здатність.

Проаналізувавши конструкцію і принцип роботи існуючих засобів механізації прибирання гною із вигульних майданчиків і гнойових проходів тваринницьких приміщень, можна зробити наступні висновки:

- по перше, всі існуючі агрегати і машини для прибирання гною мають пасивний робочий орган - бульдозер, який не завжди якісно прибирає очищувальну поверхню;

- по друге, практично при експлуатації всіх існуючих агрегатів і машин необхідно мати накопичувальний майданчик і навантажувач гною.

Виходячи із вищевикладеного, об'єктом конструкторської розробки вибирається мобільний гноєприбиральний агрегат із пасивним робочим органом, який буде прибирати, навантажувати і транспортувати гній до гноєсховища при любому способі утримання тварин.

2.3 Опис технологічної схеми агрегату і принципу його дії

Мобільний агрегат для прибирання складається із енергетичного засобу самохідного шасі Т- 16М і навісного обладнання. Навісне обладнання, в свою чергу, складається із ковша, двох стріл, приводного вала і зєднувальної стяжки.

З метою повного використання вантажопідйомності самохідного шасі його платформа оснащується надставними бортами.

Принцип дії мобільного агрегату полягає в наступному. При очищенні підлоги приміщення від гною ківш мобільного агрегату за допомогою гідравлічних циліндрів опускається вниз. Самохідне шасі починає поступально рухатись вперед. Гній, який знаходиться на поверхні підлоги, лезом ножа ковша зрізується, переміщується в ківш і там накопичується. При наповненні ковша тракторист за допомогою гідравлічної системи шасі піднімає його над платформою і перевертає. Таким чином порція гною попадає на платформу. Потім всі операції повторюються. При повністю заповненій платформі ківш піднімається в транспортне положення і тракторист починає транспортування гною до сховища.

В гноєсховищі платформа самохідного шасі за допомогою гідравлічного циліндра піднімається і гній вивантажується. Самохідне шасі повертається до приміщення і весь цикл знову повторюється.

2.4 Технологічний розрахунок мобільного агрегату

Продуктивність мобільного агрегату визначається по формулі [14]

де V_к - місткість кузова, м³;

- коефіцієнт, що враховує заповнення кузова, = 0,75...0,85;

_гн - обємна маса розрихленого гною, кг/м³;

t_ц - тривалість одного рейсу мобільного агрегату, год.

Місткість кузова із надставними бортами визначається з виразу [14]

де а - довжина кузова самохідного шасі, м;

в - ширина кузова самохідного шасі, м;

h_н - висота кузова самохідного шасі із надставними бортами, м.

Довжину і ширину кузова приймаємо по технічній характеристиці самохідного шасі Т-16 М, а висоту кузова - з точки зору максимальної вантажопідйомності шасі і безпечного транспортування гною по дорозі.

Тривалість одного рейсу мобільного агрегату [13]

де t_х - тривалість холостого переїзду, год.;

t_зав - тривалість завантаження кузова, год.;

t_т - тривалість переїзду завантаженого агрегату до гноєсховища, год.;

t_роз - тривалість розвантаження гною до сховища, год.;

К_о - коефіцієнт, що враховує витрати часу на вимушені зупинки, розвороти тощо, К_о = 1,1...1,2.

Тривалість холостого переїзду [13]

де - максимальна відстань від гноєсховища до тваринницького приміщення, км;

- швидкість руху порожнього агрегату, км/год.

Тривалість завантаження кузова [13]

де G - вантажопідйомність шасі, кг;

W_зав - продуктивність агрегату при завантаженні, кг/год.



де q_п - обєм гною, що вміщує ківш, м³;

К_в - коефіцієнт використання часу роботи;

Т_ц - тривалість одного циклу завантаження гною в кузов шасі, с.

де - відповідно тривалість заповнення ковша гноєм, час розвантаження і опускання ковша, с.

Тривалість переїзду завантаженого агрегату до гноєсховища [13]

де - швидкість руху завантаженого агрегату, км/год.

Тривалість розвантаження гною до гноєсховища зумовлюється технічною характеристикою самохідного шасі при розвантаженні t_роз = 0,02 год.

Необхідну кількість мобільних агрегатів для видалення гною з вигульних майданчиків та відгодівельного приміщення визначаємо по формулі [13]

де W_т.л - продуктивність ліній прибирання гною із вигульних майданчиків та відгодівельного приміщення, кг/год.

де Т_л - тривалість видалення гною з тваринницьких приміщень протягом доби, год.

Приймаються два мобільних агрегати для видалення гною із вигульних майданчиків та відгодівельного приміщення.

2.5 Визначення необхідної потужності двигуна трактора на привод агрегату

Необхідна потужність двигуна трактора на привод агрегату визначається за формулою [14]

, Н.

де - опір, який створює гній на лезо ковша, Н;

- опір, який створює призма волочіння, Н;

- опір тертя під час руху гною вгору по відвалу, Н;

- опір руху трактора з агрегатом, Н.

Опір, який створює гній на лезо ковша при зчищенні його з поверхні підлоги приміщення, обчислюється за формулою [14]

де К_С - питомий опір зчищення гною з поверхні, Н/м². Для гною К_С = 50...70 кН/м²;

F_h - площа вертикального перерізу шару гною перед ковшем агрегату, м².

де h_СЕР - середня товщина шару гною, м;

в_о - частина ширини ковша, яка працює, м.

Опір, який створює призма волочіння [19]

де G_ПР - маса призми волочіння, кг;

f - коефіцієнт тертя гною по підлозі приміщення;

g - прискорення сили ваги, м/с².

Маса призми волочіння [19]

де В - висота ковша агрегату, м;

L - ширина ковша агрегату, м;

- щільність гною, кг/м³;

- кут природного схилу гною, град. [19].

кг

Опір тертя під час руху гною вгору по ковшу [19]

де f₁ - коефіцієнт тертя гною по ковшу.

Н

Опір руху трактора з агрегатом [19]

де G_т - маса трактора з агрегатом, кг;

f_к - коефіцієнт опору перекочуванню.

2.6 Розрахунок основних деталей на міцність

Перевірка міцності зєднання корпус стріли - зачіп.

Зєднання корпус стріли - зачіп фіксується за допомогою болта діаметром 13 мм. Оскільки навантаження буде діяти в площині стику зєднання, то воно буде сприйматись цим болтом, працюючим на зріз.

Умова міцності болта на зріз [7]

де - напруження зрізу, МПа;

Q - навантаження, яке діє в площині стику стріла - зачіп, Н;

d - діаметр болта, мм;

- допустимі напруження зрізу, МПа.

Допустимі напруження [7]

де _т - границя текучості матеріалу болта, МПа.

Умова міцності болтового зєднання виконується.

Перевірка міцності болтового зєднання корпус стріли - приводний вал.

Умова міцності зєднання на розтяг [7]



де []_p - допустимі напруження розтягу, []_p = 350 МПа [6];

1,3 - коефіцієнт, що враховує кручення, яке виникає в стержні болта при затягуванні;

d - діаметр болта, мм;

F_з - зусилля затягування, Н.

де _з - напруження затягування, _з = 80...90 МПа;

А_с - площа стику зєднання, мм²;

Z - кількість болтів, шт.

де D - діаметр стику болтового зєднання, мм.

Із формули (3.21) діаметр болта



Приймаємо для болтового зєднання корпус стріли - приводний вал 12 болтів М16.

Таким чином, можна зробити висновок, що проведені розрахунки підтверджують працездатність та надійність розроблюваної конструкції.

3. Охорона праці та довкілля

3.1 Аналіз роботи по забезпеченню охорони праці

Законом України "Про охорону праці" власник зобов'язаний створити в кожному структурному підрозділі, та робочому місці умови праці у відповідності з вимогами нормативних актів, а також забезпечити виконання прав робочих, гарантований законодавством України.

Наказом №73 від 3.09.93 р. Державний комітет по нагляду за охороною праці затвердив типове положення про службу охорони праці.

Даним наказом зобов'язані всі підприємства незалежно від форм власності розробити з врахуванням специфіки виробництва відповідні положення про службу охорони праці.

Така служба охорони праці вирішує задачі [8]:

1) забезпечення безпеки виробничих процесів, обладнання, будівель та споруд;

2) забезпечення працюючих засобами індивідуального захисту;

3) професіональної підготовки і підвищення кваліфікації працівників по питанням охорони праці та пропаганди методів роботи;

4) вибір оптимальних режимів праці і відпочинку працюючих;

5) професіонального відбору виконувачів для визначення видів робіт.

Служба охорони праці входить в структуру підприємства як одна з основних виробничо-технічних служб і може функціонувати як самостійний структурний підрозділ, чи в виді групи, чи одного спеціаліста, в тому числі по сумісності. Спеціаліст повинен бути з вищою освітою та мати стаж роботи не менш ніж 3 роки.

Організація роботи по безпеці життєдіяльності цілком по господарству та по фермі будується наступним чином.

Загальне керівництво, в цілому, по господарству лягає на голову господарства, а по фермі - на головного зоотехніка. Безпосередньо керівництво на робочих місцях за організацію безпеки життєдіяльності лягає на керівників виробників дільниць.

Крім того, в організації робіт по ОП виявлені наступні недоліки:

1 Склад комісії по перевірці знань з ОП не представлений;

2 Перед рейсові та після рейсові медогляди водіїв транспортних засобів не організовані;

3 Постанов кабінету Міністрів України № 442 "Про проведення обов'язкової паспортизації санітарно-технічного стану робочих місць та їх атестація з метою більш раннього виходу працівників на пенсію чи доплату за тяжкі та шкідливі умови праці" не вивчено та робота ця не проводиться.

Безпека праці при виконанні технологічних процесів

На фермі при виконанні технологічних процесів порушується санітарно-гігієнічні вимоги технічної безпеки, в наслідок відсутності механізованих процесів використовується ручна праця, що дозволяє віднести основні роботи на фермі до другої категорії. Відповідно відсутності необхідної вентиляції не виконуються вимоги ГОСТ 12.1.005-88 по підтриманню необхідних параметрів мікроклімату: швидкість руху повітря в приміщеннях перевищує більш 0,4 м/с в холодний і після 0,5 м/с в теплий період року, відносна вологість перевищує 70%. Перелік небезпечних та шкідливих виробничих процесів представлений в таблиці 4.1.

Таблиця 4.1 - Небезпечні та шкідливі виробничі фактори

Найменування технологічного процесу і робочих місць на ньому

Не захищення частини машини і обладнання

Підвищена загазованість

Небезпечний рівень напруги в електромережі

Підвищена запиленість

Підвищена температура води

Біологічна небезпечність

Пожеженебезпечність

Підвищена вологість повітря

Підвищена швидкість переміщення повітря

Підвищений рівень шуму

Недостатнє освітлення

Підвищений рівень вібрації

Нервово-психічні перевантаження

1. Напування ВРХ

+

+

+

+

-

+

+

+

+

-

+

-

-

2. Годівля тварин

+

+

+

+

+

+

+

+

-

-

-

-

-

3. Обслуговування

+

-

-

+

+

-

-

+

-

-

-

+

-

4. Доїння

+

-

+

-

-

+

-

+

+

-

-

-

+

5. Видалення гною

+

+

-

-

-

-

+

-

+

+

+

-

-

6. Обслуговування і ремонт обладнання

+

+

+

+

-

+

-

+-

-

-

+

+

+

Пожеженебезпечність виробництва

Пожежна безпека тваринницької ферми в процесі експлуатації повинна задовольняти вимогам "Правил пожежної безпеки в Україні".

В відповідності з Законом України "Про пожежну безпеку" зав. фермою зобов'язаний [8]:

1. Забезпечити дотримання робіт протипожежного режиму;

2. Організувати навчання робітників правилам протипожежного захисту;

3. Організувати на фермі бойовий розрахунок добровільної пожежної дружини;

4. Для обслуговуючого персоналу відпрацювати конкретну інструкцію про міри пожежної безпеки.

В процесі вивчення протипожежного стану ферми виявлені наступні недоліки:

1. Протипожежний інструктаж проводиться формально;

2. Технологічні проходи в нічний час не освітлюється, завалені сторонніми предметами;

3. Пожежні пости не повністю укомплектовані протипожежним обладнанням.

3.2 Проектні рішення

На основі виявлених недоліків організації охорони праці, пожежної охорони, пропонуються заходи, представлені в таблиці 4.2.

Таблиця 4.2 - Проектні заходи по організації охорони праці та пожежної охорони

Найменування заходів	Відповідальні особи	Строк виконання
1. Організаційні
1.1. Затвердити список осіб, відповідальних за проведення інструктажу	Інженер по ОП	до 20.02.2009
1.2. Підготовити і обнародувати склад комісії по перевірці знань з БЖД	Інженер по ОП	до 15.03.2009
1.3. Обладнати куток по БЖД	Інженер по ОП	до 20.04.2009
2. Технологічні лінії
2.1. Впровадити сигналізацію:
- пуск транспорту для видалення гною	гол. інженер	до 25.05.2009
- пуск в роботу кормороздавача	гол. інженер	до 15.04.2009
3. Умови праці на робочих місцях
3.1. Виконати освітлення робочих місць у відповідності з вимогами СНІП 11-4-79	гол. інженер	до 10.04.2009
3.2. Впровадити механізацію робіт по очищенню освітлювальних приборів	гол. інженер	до 20.04.2009

3.3 Інженерні розрахунки

Розрахунок споживання води для потреб пожежогасіння. Розрахунок для зовнішнього та внутрішнього пожежогасіння визначається за виразом [8]

,

де q - питомий розхід води на пожежогасіння, q = 10 л/с;

Т_n - розрахункова тривалість пожежі, Т_n = 2,5 год.;

П_n - число одночасно виниклих пожеж, П_n = 1

м³.

Приймаємо водойм для гасіння пожежі на фермі, об'ємом 90 м³.

Розрахунок блискавкозахисту ферми.

Для захисту будівлі ферми від грозових розрядів використовується блискавковідводи. Струмовідвідні спуски видаляють від входів та виходів і роблять недосяжними для дотику.

Радіус захисту приміщення [8]

,

де h - точка підвісу тросу над несучою конструкцією блискавковідводу,

h = 13 м;

h_х - висота будівлі, h_х = 5 м;

h_тр - висота розташування тросу з врахуванням прогину, h_тр = 10 м.

м.

Заземлення будівлі.

Контур заземлення виконується по периметру будівлі з листової сталі. Заземлення виконано з труб Ш50 мм, стержневого типу [8]

,

де л - питомий опір ґрунту, л = 250;

l - довжина труби, см., l = 300;

t - відстань від поверхні землі до стержню, см., t = 90;

d - діаметр труби, см., d = 5.

м.

Кількість заземлень визначається за формулою [8]

,

де R_з - додаткова величина опору заземлення, R_з = 40 м;

з_е - коефіцієнт екранування, з_е = 0,8;

К_с - коефіцієнт сезонності, К_с = 1,75.

шт.

3.4 Охорона навколишнього середовища

В сільському господарстві, особливо в тваринництві, постійно утворюються відходи чи побічні продукти, які по мірі концентрації, інтенсифікації і спеціалізації тваринництва все в більшій мірі забруднюють навколишнє середовище і простір. Загальний об'єм відходів тваринництва вимірюється тисячами тон. Це створює антисанітарну обстановку, забруднює повітря та воду.

При надходженні в природні водойми неочищених стоків тваринницьких ферм здійснюється забруднення ґрунтових вод.

Попадання гнійних стоків і силосної рідини в водойми різко знижує склад в воді розчиненого кисню, в наслідку бурного розвитку мікрофлори.

Тваринницькі комплекси не можна розташовувати близько водойм. Гнійну рідину і силосну рідину треба збирати, відвозити і спеціальні сховища з бетону чи інших матеріалів з водоопірними засобами.

Внутрішні стіни резервуарів треба покривати бітумом для запобігання від руйнівної дії силосної рідини. Не можна допускати скидання гнійної рідини і силосної рідини в природні резервуари у запоганені забруднення ґрунтових від та колодязів.

Територія ферми засаджуються деревами тополями і горіхами, які сприяють очищенню повітря.

3.5 Техніка безпеки при експлуатації конструкторської розробки

В частині техніки безпеки користуватися вимогами: ГОСТ 12.2.086-83, ГОСТ 12.2.040-79; ГОСТ 12.2.042-79, ОСТ 105-006-82.

Загальні вимоги безпеки

1) До управління агрегатом допускаються особи, які досягли 18 років та які пройшли спеціальне навчання і мають посвідчення на право управлінням ним;

2) Перед пуском двигуна необхідно переконатися у відсутності людей перед навантажувачем і за ним;

3) Забороняється працювати при несправних механізмах;

4) Забороняється допуск людей до кабіни керування;

5) Забороняється робота під проводами ліній електропередач любої напруги;

6) При роботі на навантажувачах потрібно слідкувати за справністю гідросистеми і працюючих органів;

7) При роботі в нічний час перевантажні матеріали і транспортні засоби повинні бути освітлені;

8) Забороняється знаходитися в зоні піднятого ковша.

Вимоги безпеки перед початком роботи

1) Перевірити наявність кожухів на частинах машини і їх передачах;

2) Переконатися в справності вузлів і механізмів;

3) Перевірити наявність сторонніх предметів;

4) Перевірити наявність вогнегасника.

Вимоги безпеки під час роботи

1) Після пуску машини в роботу на холостому ходу перевірити чи нема з ній стуків та шумів;

2) Робітник, працюючий на машині повинен бути заправлений та застебнутий.

Вимоги безпеки при аварійній ситуації

1) При аварійній ситуації потрібно зупинити машину;

2) Вимкнути працюючі органи;

3) Проаналізувавши аварію приступити до її усунення.

Вимоги безпеки по закінченню роботи

1) Після роботи зробити очищення органів від матеріалів при виключених механізмах;

2) Зробити обслуговування робочих елементів та механізмів.

3.6 Висновки по розділу

Розглядаючи питання охорони праці на тваринницькій фермі і при виконанні процесу видалення гною зокрема, було виконано аналіз роботи по забезпеченню безпеки життєдіяльності, організації роботи по охороні праці, наведені проектні рішення та інженерні розрахунки, проведено аналіз небезпек, щодо охорони навколишнього середовища, представлена техніка безпеки при експлуатації мобільного агрегату для видалення гною та загальні вимоги безпеки а також вимоги безпеки перед початком роботи, вимоги безпеки під час роботи, вимоги безпеки при аварійній ситуації та вимоги безпеки по закінченню роботи.

4. Економічне обґрунтування проекту.

До основних показників економічної ефективності використання техніки у тваринництві відносяться: затрати праці, прямі експлуатаційні затрати, капітальні вкладення і питомі приведені затрати.

Рівень економічної ефективності нових засобів механізації оцінюють величиною річної економії праці при використанні машин та обладнання, кількістю вивільнених робітників, сумами річної економії прямих експлуатаційних затрат та економічного ефекту.

4.1 Розрахунок капіталовкладень

При технології, що розробляється використовуємо трактор Т-16 з пристроєм для прибирання і навантаження гною

Розрахунки будемо приводити лише за вартістю та затратах по машинах і обладнанню.

Капіталовкладення визначаємо по формулі:

де прейскурантна ціна машини, грн;

-коефіцієнт, який враховує торгово-транспортні і складські витрати ( = 1,11);

- коефіцієнт, який враховує витрати на монтаж машини ( = 1,15…1,2)

Капіталовкладення по встановленню установки:

Загальні капіталовкладення

де - капіталовкладення на виготовлення та встановлення пристрою, грн.

Для визначення ціни пристрою приймаємо вартість 1 кг обробленого металу для типового заводу сільгоспмашинобудування, наприклад АТ "Новоград-Волинськсільмаш", яка становить 5,4 грн/кг.

Для існуючого варіанту приймаємо капіталовкладення 200000 грн (бульдозер + трактор з причепом).

4.2 Визначення експлуатаційних витрат.

Експлуатаційні витрати складають:

С=С_ЗП+С_А+С_Р)

де С_ЗП - витрати на оплату праці обслуговуючому персоналу, грн.

С_А - витрати на амортизацію обладнання, грн.;

С_Р - відрахування на ремонт і технічне обслуговування, грн.;

Витрати на оплату праці дорівнюють:

С_ЗП=Р₁·С₁·Т·210

де Р₁ - кількість трактористів, чол

С₁ - тарифна ставка (з нарахуванням) тракториста, грн./год;

Т - тривалість виконання робіт за добу, год;

Витрати на оплату праці при розроблених технологіях:

С_ЗП=2·8·4,5·210=15120грн

Витрати на оплату праці при розроблених технологіях:

С_ЗП=1·8·4,5·210=7560грн

Витрати на амортизацію дорівнюють

,

де Б- балансова вартість обладнання, грн;

А - річна норма амортизаційних відрахувань (А= 14,2%).

Витрати на амортизацію за існуючою технологією дорівнюють:

Витрати на амортизацію за розробленою технологією дорівнюють:

Відрахування на ремонт і технічне обслуговування обчислюються:

,

Де z- річна норма відрахувань на ремонт і технічне обслуговування (z= 13%).

Відрахування на ремонт і технічне обслуговування за існуючою технологією дорівнює:

Відрахування на ремонт і технічне обслуговування за розробленою технологією дорівнює:

.

Експлуатаційні витрати за існуючою технологією складають:

С_р=15120+28400+26000=69520грн.

Експлуатаційні витрати за розробленою технологією складають:

С_р=7560+6180+5658=19398грн.

4.3 Розрахунок економії від використання пристрою.

Використання пристрою дозволить зменшити кількість працівників на 1 та звільнити 1 трактор та 1 причеп.

За рахунок зменшення експлуатаційних витрат ми отримаемо прибуток:

П_М=С_і-С_р,

П_М=69520-19398=50122грн.

4.4. Визначення приведених затрат.

Річні приведені витрати визначаються за формулою:

П_Р=С+E_H··K,

Де Е_Н - нормативний коефіцієнт ефективності (Е_Н=0,15)

Річні приведені витрати за розробленою технологією дорівнюватимуть:

П_Р=19398+0,15·43524=25927грн.

4.5 Річний економічний ефект

Річний економічний ефект від впровадження розробленої технології визначаємо як різницю приведених витрат існуючої та розробленої технології:

Е=П_М-П_Р,

Е=50122-25927=24195грн

4.6 Строк окупності

Строк окупності додаткових капіталовкладень визначається за формулою:

,

деК_Д- додаткові капіталовкладення, грн.

року

Економічна ефективність розробленої технології наведена в табл.5.1.

Показники	Розроблений варіант
Додаткові капіталовкладення, грн	43524
Експлуатаційні затрати, грн	19398
Приведені затрати, грн	25927
Річний економічний ефект, грн	24195
Строк окупності додаткових капіталовкладень, років	1,8

Висновки

В даному бакалаврському проекті було виконано розрахунок потоково-технологічної лінії по видаленню гною на тваринницькій фермі з приміщень та вигульно-кормових майданчиків.

За основу роботи було взято аналіз виробничої діяльності господарства по якому в першій частині проекту наведено його загальну характеристику, склад, структуру, виробничий напрямок та інше.

Друга частина проекту являє собою, безпосередньо, розробку технологічної лінії по видаленню гною, яка включає в себе огляд зоотехнічних вимог щодо ліній видалення гною, розрахунок виходу гною і використання підстилки, визначення кількості машин та обладнання.

У третій частині представлена розробка мобільного гноєприбирального агрегату із пасивним робочим органом, який буде прибирати, навантажувати і транспортувати гній до гноєсховища при любому способі утримання тварин. Приведені розрахунки, які підтверджують працездатність та надійність конструкції.

У четвертій частині було розглянуто питання охорони праці на тваринницькій фермі і при виконанні процесу гноєвидалення зокрема, було виконано аналіз роботи по забезпеченню безпеки життєдіяльності, організації роботи з ОП, виявлені недоліки. Наведені проектні рішення та інженерні розрахунки, проведено аналіз небезпек щодо охорони навколишнього середовища, представлена техніка безпеки при експлуатації конструкторської розробки.

Розраховані економічні показники для розроблюваного агрегату.

Список літератури

1. Скляр О.Г., Роговий В.Д. Методичні вказівки для підготовки вихідних даних на дипломне проектування з механізації технологічних процесів в тваринництві. - Мелітополь, 2000 - 13 с.

2. Брагинец Н.В. Палишкин Д.А. Курсовое и дипломное проектирование по механизации производства. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 1984 - 180 с.

3. Галкин А.Ф. Основы проектирования животноводческих ферм. - М.: Колос, 1984 - 240 с.

4. Мельников С.В. Механизация и автоматизация животноводческих ферм - Л.: Колос, 1974 - 560 с.

5. Роговой В.Д. Проектирование поточной технологической линии удаления навоза - Мелитополь, 1998 - 25 с.

6. Дунаев В.М. Справочник конструктора - М.: Высшая школа, 1985 - 340 с.

7. Дунаев В.М. Детали машин - М.: Высшая школа, 1981 - 510 с.

8. Бутко Д.А. та ін. Охорона праці - К.: Урожай 1994 - 210 с.

9. Выбор и обоснование оптимального варианта технологической лини (методические указания под редакцией Рогового В.Д.), Мелитополь, 1999.

10. Сборник зоотехнических и агротехнических требований на комплекты машин и оборудование для механизации животноводческих ферм. Выпуск ХІ - М.: ВНИИЭСХ, 1982 - 128 с.

11. Брагинец А.Н. Обоснование параметров и разработка конструкции установки для очистки стойл. Мелитополь, 1991 - 25 с.

12. Скрипка А.Г. Методы оптимизации управления сельским хозяйством. - К.: Урожай, 1991 - 108 с.

13. Ревенко І.І. Проектування механізованих технологічних процесів тваринницьких підприємств. - К.: Урожай, 1999 - 192 с.

14. В.С. Краснов. Механизация трудоемких робот на животноводческих фермах. - М.:, 1959. - 447 с.

15. Ревенко І.І., Манько В.М. Посібник-практикум з механізації виробництва продукції тваринництва. - К.: Урожай, 1994. - 288 с.

16. Мельников С.В. Технологическое оборудование животноводческих ферм и комплексов. - 2-езд., перераб. и доп. - Ленинград, "Агропромиздат", 1985. - 640 с.

17. Поляков И.И., Антчох Г.Г. Основы животноводства. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 1980. - 288 с.

18. Алешкин В.Р., Рощин П.М. Механизация животноводства. - М.: Агропромиздат, 1985 - 336 с.

19. Ревенко І.І., Кукта Г.М. та інші. Механізація виробництва продукції тваринництва. - К.: Урожай, 1994. - 264 с.

Размещено на Allbest.ru

...